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(发展战略)软磁铁氧体状态与发展最全版

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度,在配方中掺入适量添加物,以便提高产品晶界阻率,表2列出对样品配方Mn0.74Zn0.18Fe2.06O4进行添加物试验,在1MHz,50mT下,添加物对室温涡流损耗(Pe)和电流电阻(ρ)的影响。从表2中能够见出添加物对降低铁氧体涡流损耗和提高电阻率有壹定的好处,因此,在配料时常常掺入适量添加物来提高铁氧体性能。

今后功率铁氧体研究开发产品重点仍然向小型化、高频化、低损耗化方向发展。壹方面是工作频率100~300kHz铁氧体,在100kHz,200mT,100℃时铁氧体损耗Pc降到150Kw/m3左右,另壹方面是工作频率1~3MHz超高频开关电源,要求低损耗的MnZn铁氧体或NiZn铁氧体。

为使软磁铁氧体生产专业化,像永磁铁氧体壹样有专门生产预烧料企业提供。过去几年上海宝钢和天通电子X公司联合生产功率铁氧体预烧粉料,他们充分利用宝钢酸洗钢液提纯,然后将各成分氯化物溶液经Ruthner喷雾焙烧炉而获得MnZn铁氧体粉料,这种方法制备粉料的优点是颗粒均匀,活性好,不需要预烧。目前处在推广使用阶段。

2.4迭层片式电感器用铁氧体粉料

随着电子设备小型化,迭层片式电感器用量日益增多,全球需求量200亿只,我国15亿只。这项技术首先是TDK、太阳诱电、村田等X公司开发。随后美国AEMX公司创造了叠层技术。1992年国内898厂等单位引进生产绕线式片式电感器设备,具有4亿只年生产能力,1994年深圳南虹电子陶瓷X公司从美国AEMX公司引进生产线。生产全系列迭层片式电感器、片式磁珠、片式LC组合件等,年生产能力

为8亿只。

在迭层片式电感器生产中,铁氧体粉料是关键,它要求粉料烧结温度低于900℃。壹般在870℃烧结后,铁氧体应具有良好磁化、高电阻率、高品质因数、低温度系数、对应力不敏感、有壹定的机械强度等。且和Ag浆共烧时不和Ag浆起化学反应。根据这些要求,在Ni系和Li系铁氧体中,在配方和工艺上采取有效的措施有可能达到要的功率铁氧体材料也已商品化,在80~100℃,500kHz,50mT下,磁芯损耗为80~100kW/m3。

为了提高功率铁氧体工作频率,必须控制其微观结构,使晶粒均匀,细小,提高密度,在配方中掺入适量添加物,以便提高产品晶界阻率,表2列出对样品配方Mn0.74Zn0.18Fe2.06O4进行添加物试验,在1MHz,50mT下,添加物对室温涡流损耗(Pe)和电流电阻(ρ)的影响。从表2中能够见出添加物对降低铁氧体涡流损耗和提高电阻率有壹定的好处,因此,在配料时常常掺入适量添加物来提高铁氧体性能。

今后功率铁氧体研究开发产品重点仍然向小型化、高频化、低损耗化方向发展。壹方面是工作频率100~300kHz铁氧体,在100kHz,200mT,100℃时铁氧体损耗Pc降到150Kw/m3左右,另壹方面是工作频率1~3MHz超高频开关电源,要求低损耗的MnZn铁氧体或NiZn铁氧体。

为使软磁铁氧体生产专业化,像永磁铁氧体壹样有专门生产预烧料企业提供。过去几年上海宝钢和天通电子X公司联合生产功率铁氧体预烧粉料,他们充分利用宝钢酸洗钢液提纯,然后将各成分氯化物溶液经Ruthner喷雾焙烧炉而获得MnZn铁

氧体粉料,这种方法制备粉料的优点是颗粒均匀,活性好,不需要预烧。目前处在推广使用阶段。

2.4迭层片式电感器用铁氧体粉料

随着电子设备小型化,迭层片式电感器用量日益增多,全球需求量200亿只,我国15亿只。这项技术首先是TDK、太阳诱电、村田等X公司开发。随后美国AEMX公司创造了叠层技术。1992年国内898厂等单位引进生产绕线式片式电感器设备,具有4亿只年生产能力,1994年深圳南虹电子陶瓷X公司从美国AEMX公司引进生产线。生产全系列迭层片式电感器、片式磁珠、片式LC组合件等,年生产能力为8亿只。

在迭层片式电感器生产中,铁氧体粉料是关键,它要求粉料烧结温度低于900℃。壹般在870℃烧结后,铁氧体应具有良好磁化、高电阻率、高品质因数、低温度系数、对应力不敏感、有壹定的机械强度等。且和Ag浆共烧时不和Ag浆起化学反应。根据这些要求,在Ni系和Li系铁氧体中,在配方和工艺上采取有效的措施有可能达到要求。

在Ni系铁氧体中,为了降低烧结温度,人们常用低熔点CuCO3取代部分NiO,再掺入适量Li2O,V2O5等助熔剂,使形成NiCuZn铁氧体,有人做过的组分和性能列于表3。为了降低NiCuZn铁氧体共烧温度,许正源等人掺入了Bi2O3,提高了密度和电感L,但Q值下降,这由于掺入Bi2O3共烧时出现液相,增加了Ag的迁移所至。笔者认为掺入Bi2O3(2%wt)量可能多些,如果减小到0.5~1.0%wt,有可能Ag迁移率减小,且对铁氧体性能有好处。在NiCuZn铁氧体制备过程中,

在工艺上也很重要,有人做过试验,在不掺入任何助熔剂的配方中,配料时扣除0.5%wt的Fe2O3,用直径1/4英寸钢球,料∶水为1∶1球磨72h,获得粉料平均粒径为0.2~0.5μm,在900℃烧结时,获得密度为5.1g/cm3,性能良好。在共烧时仍要严格控制冷却速度,防止在快冷时Cu析出分布在晶粒边界上,引起晶粒畸变L下降,虽然慢冷对L影响不大,但要注意导电带和铁氧体附着力和生产成本。总之NiCuZn铁氧体配方、制备工艺等环节上都要严格控制,才能获得良好磁性能。

低温烧结Li铁氧体仍处在研制阶段,尚未获得理想的综合性能,我国成都电子科大陈泽化,钱汝彪等人做了许多工作,他们在化学式Li0.2Zn0.6Fe2.2O4中掺入0.4%wt的Bi2O3,850℃保温2h,在1MHz频率下测得μi=220,Tc=220℃,αμ=3×10-4K-1(20~80℃),D=4.978/cm3,ρ=2.5×108Ω.m。在化学式Li0.275Zn0.5Mn0.035Ti0.15Fe1.84O4掺入适量的Bi2O3和V2O5来降低烧结温度,获得ρ=2.5×106Ω.m,D=4.95~5.0g/cm3,当掺入1.0%wt的Bi2O3,在860℃保温2h,μi为450。FDKX公司在Li铁氧体中掺入低熔点锂玻璃也获得较好的性能。在LiCuZn、LiZnTi、LiZnMgTi铁氧体基础上进壹步做工作,有可能满足迭层片式电感器粉料要求。

3工艺设备

新工艺、新技术、新材料的发展依赖于专用工艺设备和仪器的进步。80年代我国20多家企业引进了软磁铁氧体生产设备,取得了良好的经济效益和社会效益,为专用设备国产化提供了样板。目前国产N2气氛保护隧道窑、钟罩炉、高纯度的N2生产设备等均具有生产能力,为我国发展高性能软磁铁氧体打下很好的基础。众所周知,高μi的MnZn铁氧体烧结工艺要求有特定的N2气氛和温度曲线,严格控制

烧结和冷却过程中氧分压,使Fe和Mn得到合适的氧化棗仍原状态,使产品的晶粒大而均匀、气孔少、内应力小,有利于形成畴壁和畴壁位移。国外壹般μi低于10000的MnZn铁氧体产品在N2隧道窑中烧结,μi大于10000的产品在N2气氛保护钟罩炉中烧结。笔者在FDKX公司考察时,见到该X公司就用钟罩炉烧结,这种形式烧结炉电子43所已设计生产出来。

电子48所也已设计生产出来28m长全自动N2气氛保护推板窑,N2耗量<30m3/h,温差≤±5℃,年产量248吨左右。

烧结中、高档MnZn铁氧体产品都需要高纯度N2保护。同行们对制N2设备非常关心,去年10月我们利用开会机会参观了温州瑞气企业空分设备有限X公司,该X公司1979年创建,生产规模较大,曾获9项国家专利,设备可靠性好。经钝化处理的N2的技术指标:纯度≥99.9995%,杂质含量:O2≤1ppm,CO2≤5ppm,露点:≤-60℃。他们根据用户要求,露点和纯度不变,也能够把杂质含量调整为O2≤5ppm,H2≤1ppm。许多同行认为N2纯度达到99.999%能够满足要求。目前壹些大企业,从经济效益考虑,逐步用制N2设备取代瓶装N2。这样更显示出制N2设备的重要性。

国内只有不断地开发拥有自己产权的专用工艺设备和检测仪器,来支持和促进软磁铁氧体技术发展,才能使我国成为软磁铁氧体生产强国。

4市场要求

从国际市场来见,预计需要软磁铁氧体用量将保持6%左右增长率。今年全世界彩电总需求量为122276万台,录像机5260万台,摄像机1327万台,家庭音响6707

(发展战略)软磁铁氧体状态与发展最全版

度,在配方中掺入适量添加物,以便提高产品晶界阻率,表2列出对样品配方Mn0.74Zn0.18Fe2.06O4进行添加物试验,在1MHz,50mT下,添加物对室温涡流损耗(Pe)和电流电阻(ρ)的影响。从表2中能够见出添加物对降低铁氧体涡流损耗和提高电阻率有壹定的好处,因此,在配料时常常掺入适量添加物来提高铁氧体性能。今后功率铁氧体研究开发产品重点仍然向小型化、高频化、低损耗化
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